本發(fā)明涉及雨水源頭減排和水資源保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置及運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

城鎮(zhèn)化是保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的強(qiáng)大引擎，然而，隨著快速城鎮(zhèn)化的發(fā)展，原本具有涵養(yǎng)水源功能的綠地、濕地、溝渠等區(qū)域大部分演化為硬化地面，致使城市在面臨強(qiáng)降雨時(shí)僅能依靠市政管網(wǎng)排水。目前，城市傳統(tǒng)的市政排水系統(tǒng)主要存在以下缺點(diǎn)：

(1)遇到暴雨時(shí)，會(huì)造成城市地表徑流量大幅提高，市政管網(wǎng)泄洪能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，引發(fā)道路洪澇積水；

(2)雨水浸泡攜帶地面上的大量生活垃圾與污染物，會(huì)堵塞市政管路，水體排放到自然環(huán)境中，會(huì)加劇自然水體的污染程度；

(3)大量雨水通過(guò)市政管網(wǎng)排放到自然水體中，會(huì)加重河流水系負(fù)荷，甚至引發(fā)生態(tài)環(huán)境破壞；

(4)造成雨水資源大量流失，不能充分循環(huán)利用。

近幾年，每逢雨季，各地城市輪番上演“城市看?！钡木跋?，造成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害和人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，而暴雨過(guò)后卻又陷入干燥缺水的窘境，熱島效應(yīng)顯著。城市內(nèi)澇與水資源短缺的矛盾折射出城鎮(zhèn)化與自然的不和諧，因此，必須樹(shù)立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的“海綿城市”，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化和環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。2015年4月，我國(guó)首批“海綿城市”建設(shè)試點(diǎn)城市名單正式公布，標(biāo)志著我國(guó)在城市建設(shè)過(guò)程中將更加注重人水和諧，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。構(gòu)建低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)，將自然途徑與人工措施相結(jié)合是實(shí)現(xiàn)雨水分選與分流、雨水蓄滯與潔凈涵養(yǎng)地下水的重要途徑，城市“彈性適應(yīng)”自然環(huán)境變化，對(duì)減少洪澇災(zāi)害、緩解城市水資源短缺和促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：鑒于上述城市內(nèi)澇與水資源短缺的矛盾以及傳統(tǒng)排水系統(tǒng)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置及運(yùn)行方法，克服現(xiàn)有城市開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中雨水減排措施未能發(fā)揮源頭“滲、滯、蓄、凈、用”等缺陷，緩解城市內(nèi)澇與水資源短缺的矛盾，保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境。

技術(shù)方案：本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的一種基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置，包括雨水分流箱、雨水棄流箱、蓄水箱、涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、雨滴傳感器和太陽(yáng)能電池板。

所述的雨水分流箱頂部設(shè)有進(jìn)水口I₁，進(jìn)水口I₁與建筑物的落水管下端相連；雨水分流箱內(nèi)部固定著密封室、水質(zhì)傳感器和電動(dòng)三通控制閥，水質(zhì)傳感器的信號(hào)線(xiàn)接頭、電動(dòng)三通控制閥的閥門(mén)及電路接頭均設(shè)在密封室內(nèi)；電動(dòng)三通控制閥的進(jìn)水口I₂設(shè)在雨水分流箱內(nèi)，電動(dòng)三通控制閥的出水口E₁與雨水棄流箱的進(jìn)水口I₃相連，電動(dòng)三通控制閥的出水口E₂通過(guò)雨水棄流箱內(nèi)部的圓形通道與雨水收集管相連通。

所述的雨水棄流箱形狀為長(zhǎng)方體，右側(cè)面上部設(shè)有通氣孔、下部設(shè)有棄流孔，棄流孔上設(shè)有電動(dòng)閥門(mén)，雨水棄流箱的背面和底部設(shè)有加強(qiáng)肋。

所述的蓄水箱頂部左端設(shè)有圓形進(jìn)水口I₄、蓄水箱頂部右端設(shè)有矩形溢水口、底部設(shè)有取水口，圓形進(jìn)水口I₄與雨水收集管下端相連。

所述的涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)包括雨水調(diào)控箱、下水槽、地下水庫(kù)、涵管管網(wǎng)和滲水孔，雨水調(diào)控箱頂部設(shè)有壓力表和氣壓調(diào)節(jié)閥，雨水調(diào)控箱底部設(shè)有矩形上水口U₁、頂部右側(cè)設(shè)有矩形下水口U₂，矩形上水口U₁與蓄水箱的矩形溢水口相連，矩形下水口U₂與下水槽的上端相連，地下水庫(kù)的進(jìn)口與下水槽的下端相連。

所述的控制系統(tǒng)包括多源監(jiān)測(cè)模塊、信息處理模塊和調(diào)控模塊，多源監(jiān)測(cè)模塊用于實(shí)時(shí)采集雨滴傳感器、水質(zhì)傳感器和壓力表的數(shù)字信號(hào)；信息處理模塊用于接收多源監(jiān)測(cè)模塊的采集信號(hào)并經(jīng)過(guò)內(nèi)部程序處理后傳輸給調(diào)控模塊；調(diào)控模塊用于向電動(dòng)三通控制閥的閥門(mén)、棄流孔的電動(dòng)閥門(mén)和氣壓調(diào)節(jié)閥發(fā)送執(zhí)行指令。

所述的雨滴傳感器固定于雨水棄流箱的頂部，用于獲取降雨信號(hào)。

所述的太陽(yáng)能電池板也固定于雨水棄流箱的頂部，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為整套裝置運(yùn)行提供電能。

在本發(fā)明中，所述的雨水分流箱內(nèi)部設(shè)有密封室、水質(zhì)傳感器和電動(dòng)三通控制閥，水質(zhì)傳感器的信號(hào)線(xiàn)接頭、電動(dòng)三通控制閥的閥門(mén)及電路接頭均設(shè)在密封室內(nèi)。

在本發(fā)明中，所述的地下水庫(kù)為長(zhǎng)方體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，頂部的鋼筋混凝土面積大于地下水庫(kù)自身的頂部面積。

在本發(fā)明中，隨著雨水收集管中的雨水水位快速上升，水壓迅速增加，所述的涵管管網(wǎng)內(nèi)的雨水下滲速度加快，雨水快速涵養(yǎng)地下水源。

在本發(fā)明中，所述的雨水收集管正好能夠插入圓形通道的雙層結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明中，所述的雨水調(diào)控箱為水平圓柱形狀，雨水調(diào)控箱位于所述的蓄水箱頂部的右側(cè)。

作為優(yōu)選，電動(dòng)三通控制閥為分流旋塞閥，旋塞閥的閥芯按120°旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)分流或關(guān)閉功能，電動(dòng)三通控制閥的閥門(mén)旋轉(zhuǎn)通過(guò)外部的微型電機(jī)控制。

作為優(yōu)選，雨水棄流箱頂部設(shè)有凹槽、內(nèi)部設(shè)有圓形通道，凹槽的槽底與圓形通道相通，凹槽內(nèi)正好能夠嵌入雨水分流箱，圓形通道的出口端為雙層結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，雨水調(diào)控箱的長(zhǎng)度等于蓄水箱的寬度。

作為優(yōu)選，下水槽為四棱柱形狀，下水槽的頂部為斜面進(jìn)口、底部為平面出口。

作為優(yōu)選，地下水庫(kù)底部設(shè)有若干個(gè)連接涵管管網(wǎng)出口。

作為優(yōu)選，涵管管網(wǎng)向建筑物地基和地下水庫(kù)地基的外部周?chē)鷱澢由?，涵管管網(wǎng)側(cè)壁開(kāi)有若干的漏水小孔。

作為優(yōu)選，涵管管網(wǎng)的出水末端逐漸變細(xì)形成滲水孔。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案還包括基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置的運(yùn)行方法，包括如下步驟：

①無(wú)降雨時(shí)，裝置處于初始狀態(tài)，棄流孔的電動(dòng)閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)，電動(dòng)三通控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣壓調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，雨滴傳感器不向控制系統(tǒng)的多源監(jiān)測(cè)模塊傳輸信號(hào)，控制系統(tǒng)處于休眠模式；

②降雨發(fā)生后，雨滴傳感器感應(yīng)到雨滴后發(fā)出信號(hào)，多源監(jiān)測(cè)模塊接受到信號(hào)后傳輸給信息處理模塊，信息處理模塊通過(guò)內(nèi)部程序判斷降雨強(qiáng)度和時(shí)間并向調(diào)控模塊發(fā)送指令，調(diào)控模塊啟動(dòng)棄流孔的電動(dòng)閥門(mén)將棄流孔關(guān)閉，同時(shí)，初期屋面雨水通過(guò)落水管進(jìn)入雨水分流箱的進(jìn)水口I₁；

③雨水分流箱內(nèi)的水質(zhì)傳感器開(kāi)始獲得雨水的水質(zhì)多參數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)的多源監(jiān)測(cè)模塊，信息處理模塊根據(jù)多源監(jiān)測(cè)模塊傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)通過(guò)內(nèi)部程序判別水質(zhì)的優(yōu)劣；當(dāng)水質(zhì)不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的收集標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制系統(tǒng)向電動(dòng)三通控制閥的微型電機(jī)發(fā)出指令，微型電機(jī)啟動(dòng)并旋轉(zhuǎn)閥芯120°，將雨水引入雨水棄流箱；當(dāng)水質(zhì)滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的收集標(biāo)準(zhǔn)后，控制系統(tǒng)向電動(dòng)三通控制閥的微型電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)換指令，微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)三通控制閥的閥芯旋轉(zhuǎn)120°，將雨水導(dǎo)入雨水收集管；

④潔凈的雨水通過(guò)雨水收集管進(jìn)入蓄水箱開(kāi)始蓄積雨水，當(dāng)雨水量超過(guò)蓄水箱容積時(shí)，雨水自動(dòng)上升通過(guò)矩形溢水口進(jìn)入雨水調(diào)控箱；當(dāng)雨水水位上升至雨水調(diào)控箱的矩形下水口U₂位置時(shí)，雨水通過(guò)下水槽流入地下水庫(kù)；當(dāng)?shù)叵滤畮?kù)中的雨水淌入涵管管網(wǎng)的進(jìn)口時(shí)，雨水沿著涵管管網(wǎng)向建筑物和地下水庫(kù)的地基外部遠(yuǎn)處流去，并通過(guò)涵管管網(wǎng)側(cè)壁漏水小孔和末端的滲水孔滲入地下；

⑤當(dāng)雨水收集管的來(lái)雨量超過(guò)所有涵管管網(wǎng)的排水下滲量時(shí)，地下水庫(kù)的水位開(kāi)始上漲，逐漸上升至下水槽；當(dāng)雨水從下水槽上升至雨水調(diào)控箱頂部時(shí)，蓄水箱、雨水調(diào)控箱、下水槽、地下水庫(kù)和雨水收集管逐漸由無(wú)壓流變?yōu)橛袎毫?，在此過(guò)程中，信息處理模塊實(shí)時(shí)判斷多源監(jiān)測(cè)模塊接收的壓力表數(shù)字信號(hào)，當(dāng)雨水調(diào)控箱的氣壓高于預(yù)計(jì)壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)最大值時(shí)，信息處理模塊將信息傳輸給調(diào)控模塊，調(diào)控模塊向氣壓調(diào)節(jié)閥發(fā)送執(zhí)行指令開(kāi)始排氣，當(dāng)雨水調(diào)控箱的氣壓恢復(fù)到預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)最小值時(shí)排氣過(guò)程中止；

⑥當(dāng)降雨結(jié)束后，雨滴傳感器的信號(hào)中斷，信息處理模塊通過(guò)內(nèi)部程序中的計(jì)時(shí)語(yǔ)句開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)連續(xù)超過(guò)8小時(shí)沒(méi)有雨滴傳感器信號(hào)后，向調(diào)控模塊發(fā)送指令，調(diào)控模塊啟動(dòng)棄流孔的電動(dòng)閥門(mén)將棄流孔打開(kāi)，雨水棄流箱中的初期雨水開(kāi)始排出，實(shí)現(xiàn)與降雨錯(cuò)開(kāi)洪峰排放，排放完畢后，整個(gè)裝置恢復(fù)到初始狀態(tài)；

按照上述相應(yīng)步驟，即可實(shí)現(xiàn)屋頂雨水潔凈蓄滲的過(guò)程。

有益效果：本發(fā)明的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置及運(yùn)行方法，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明中的棄流初期雨水、收集潔凈雨水和涵養(yǎng)地下水以及控制棄流雨水的時(shí)間等過(guò)程，充分實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化。

(2)本發(fā)明中雨水分流箱內(nèi)的水質(zhì)傳感器用于獲得雨水的水質(zhì)多參數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)的多源監(jiān)測(cè)模塊，信息處理模塊根據(jù)多源監(jiān)測(cè)模塊傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)通過(guò)內(nèi)部程序判別水質(zhì)的優(yōu)劣，能夠?qū)崿F(xiàn)初期水質(zhì)較差雨水的分流與潔凈雨水的收集與利用，為潔凈收集雨水和涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)提供了保證，減少了涵養(yǎng)地下水時(shí)對(duì)地下水的污染。

(3)本發(fā)明中的電動(dòng)三通控制閥為分流旋塞閥，旋塞閥的閥芯按120°旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)分流或關(guān)閉功能，當(dāng)水質(zhì)不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的收集標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制系統(tǒng)向電動(dòng)三通控制閥的微型電機(jī)發(fā)出指令，微型電機(jī)啟動(dòng)并旋轉(zhuǎn)閥芯120°，將雨水引入雨水棄流箱；當(dāng)水質(zhì)滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的收集標(biāo)準(zhǔn)后，控制系統(tǒng)向電動(dòng)三通控制閥的微型電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)換指令，微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)三通控制閥的閥芯旋轉(zhuǎn)120°，將雨水導(dǎo)入雨水收集管；當(dāng)雨水棄流箱中的初期雨水排放完畢后，控制系統(tǒng)向電動(dòng)三通控制閥的微型電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)換指令，微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)三通控制閥的閥芯旋轉(zhuǎn)120°，電動(dòng)三通控制閥關(guān)閉，恢復(fù)到初始狀態(tài)，控制過(guò)程智能化程度高，閥芯等角度旋轉(zhuǎn)有利于克服電動(dòng)三通控制閥的系統(tǒng)誤差。

(4)本發(fā)明中的雨水收集管的來(lái)雨量超過(guò)所有涵管管網(wǎng)的排水下滲量時(shí)，地下水庫(kù)的水位開(kāi)始上漲，當(dāng)雨水從下水槽上升至雨水調(diào)控箱頂部時(shí)，蓄水箱、雨水調(diào)控箱、下水槽、地下水庫(kù)和雨水收集管逐漸由無(wú)壓流變?yōu)橛袎毫?，在此過(guò)程中，信息處理模塊實(shí)時(shí)判斷多源監(jiān)測(cè)模塊接收的壓力表數(shù)字信號(hào)，當(dāng)雨水調(diào)控箱的氣壓高于預(yù)計(jì)壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)最大值時(shí)，信息處理模塊將信息傳輸給調(diào)控模塊，調(diào)控模塊向氣壓調(diào)節(jié)閥發(fā)送執(zhí)行指令開(kāi)始排氣，當(dāng)雨水調(diào)控箱的氣壓恢復(fù)到預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)最小值時(shí)排氣過(guò)程中止，該措施能夠避免裝置內(nèi)產(chǎn)生高壓，損壞儀器設(shè)備和管路系統(tǒng)，有利于保障裝置安全，延長(zhǎng)裝置使用壽命。

(5)本發(fā)明中的雨滴傳感器用于接受雨水信號(hào)，當(dāng)連續(xù)超過(guò)8小時(shí)沒(méi)有雨滴傳感器信號(hào)后，向調(diào)控模塊發(fā)送指令，調(diào)控模塊啟動(dòng)棄流孔的電動(dòng)閥門(mén)將棄流孔打開(kāi)，雨水棄流箱中的初期雨水才開(kāi)始排出，實(shí)現(xiàn)與降雨錯(cuò)開(kāi)洪峰排放，避免雨水?dāng)y帶屋面上的污染物直接隨地面徑流排放到自然水體而加劇水體污染負(fù)荷。

(6)本發(fā)明中的蓄水箱具有儲(chǔ)存潔凈雨水的效果，側(cè)面左下端設(shè)有取水口，可以從取水口引出潔凈的雨水，用于澆灌草坪、樹(shù)木或者用于洗車(chē)等，實(shí)現(xiàn)雨水資源化，提高雨水利用率。

(7)本發(fā)明中的涵管管網(wǎng)側(cè)壁開(kāi)有若干個(gè)小孔，涵管管網(wǎng)的出水末端逐漸變細(xì)形成滲水孔，便于雨水補(bǔ)給地下，同時(shí)避免了雨水可能對(duì)土壤的沖蝕。

(8)本發(fā)明中的太陽(yáng)能電池板用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為整套裝置運(yùn)行提供電能，綠色環(huán)保，節(jié)約能源。

附圖說(shuō)明

圖1是基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的雨水分流箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中的雨水棄流箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖1中的蓄水箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖1中的涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖1中的控制系統(tǒng)示意圖。

圖中：1-雨水分流箱；10-進(jìn)水口I₁；11-密封室；12-水質(zhì)傳感器；13-電動(dòng)三通控制閥；130-進(jìn)水口I₂；131-出水口E₁；132-出水口E₂；2-雨水棄流箱；20-進(jìn)水口I₃；21-通氣孔；22-棄流孔；23-加強(qiáng)肋；3-蓄水箱；30-圓形進(jìn)水口I₄；31-矩形溢水口；32-取水口；4-涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)；41-雨水調(diào)控箱；411-壓力表；412-氣壓調(diào)節(jié)閥；413-矩形上水口U₁；414-矩形下水口U₂；42-下水槽；43-地下水庫(kù)；44-涵管管網(wǎng)；45-滲水孔；5-控制系統(tǒng)；51-多源監(jiān)測(cè)模塊；52-信息處理模塊；53-調(diào)控模塊；6-落水管；7-雨水收集管；8-雨滴傳感器；9-太陽(yáng)能電池板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例：

如圖1-圖6所示，本發(fā)明的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置，包括雨水分流箱1、雨水棄流箱2、蓄水箱3、涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)4、控制系統(tǒng)5、雨滴傳感器8和太陽(yáng)能電池板9。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的雨水分流箱1頂部設(shè)有進(jìn)水口I₁10，進(jìn)水口I₁10與建筑物的落水管6下端相連；雨水分流箱1內(nèi)部固定著密封室11、水質(zhì)傳感器12和電動(dòng)三通控制閥13，水質(zhì)傳感器12的信號(hào)線(xiàn)接頭、電動(dòng)三通控制閥13的閥門(mén)及電路接頭均設(shè)在密封室11內(nèi)；電動(dòng)三通控制閥13的進(jìn)水口I₂130設(shè)在雨水分流箱1內(nèi)，電動(dòng)三通控制閥13的出水口E₁131與雨水棄流箱2的進(jìn)水口I₃20相連，電動(dòng)三通控制閥13的出水口E₂132通過(guò)雨水棄流箱2內(nèi)部的圓形通道與雨水收集管7相連通。

如圖1和圖3所示，本發(fā)明的雨水棄流箱2形狀為長(zhǎng)方體，右側(cè)面上部設(shè)有通氣孔21、下部設(shè)有棄流孔22，棄流孔22上設(shè)有電動(dòng)閥門(mén)，雨水棄流箱2的背面和底部設(shè)有加強(qiáng)肋23。

如圖1和圖4所示，本發(fā)明的蓄水箱3頂部左端設(shè)有圓形進(jìn)水口I₄30、蓄水箱3頂部右端設(shè)有矩形溢水口31、底部設(shè)有取水口32，圓形進(jìn)水口I₄30與雨水收集管7下端相連。

如圖1和圖5所示，本發(fā)明的涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)4包括雨水調(diào)控箱41、下水槽42、地下水庫(kù)43、涵管管網(wǎng)44和滲水孔45，雨水調(diào)控箱41頂部設(shè)有壓力表411和氣壓調(diào)節(jié)閥412，雨水調(diào)控箱41底部設(shè)有矩形上水口U₁413、頂部右側(cè)設(shè)有矩形下水口U₂414，矩形上水口U₁413與蓄水箱3的矩形溢水口31相連，矩形下水口U₂414與下水槽42的上端相連，地下水庫(kù)43的進(jìn)口與下水槽42的下端相連。

如圖1和圖6所示，本發(fā)明的控制系統(tǒng)5包括多源監(jiān)測(cè)模塊51、信息處理模塊52和調(diào)控模塊53，多源監(jiān)測(cè)模塊51用于實(shí)時(shí)采集雨滴傳感器8、水質(zhì)傳感器12和壓力表411的數(shù)字信號(hào)；信息處理模塊52用于接收多源監(jiān)測(cè)模塊51的采集信號(hào)并經(jīng)過(guò)內(nèi)部程序處理后傳輸給調(diào)控模塊53；調(diào)控模塊53用于向電動(dòng)三通控制閥13的閥門(mén)、棄流孔22的電動(dòng)閥門(mén)和氣壓調(diào)節(jié)閥412發(fā)送執(zhí)行指令。

在本實(shí)施例中，雨滴傳感器8固定于雨水棄流箱2的頂部，用于獲取降雨信號(hào)。

在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池板9也固定于雨水棄流箱2的頂部，用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為整套裝置運(yùn)行提供電能。

在本實(shí)施例中，電動(dòng)三通控制閥13采用分流旋塞閥，旋塞閥的閥芯按120°旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)分流或關(guān)閉功能，電動(dòng)三通控制閥13的閥門(mén)旋轉(zhuǎn)通過(guò)外部的微型電機(jī)控制。

在本實(shí)施例中，雨水棄流箱2頂部設(shè)有凹槽、內(nèi)部設(shè)有圓形通道，凹槽的槽底與圓形通道相通，凹槽內(nèi)正好能夠嵌入雨水分流箱1，圓形通道的出口端為雙層結(jié)構(gòu)；雨水收集管7正好能夠插入圓形通道的雙層結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，雨水調(diào)控箱41為水平圓柱形狀，雨水調(diào)控箱41位于所述的蓄水箱3頂部的右側(cè)，雨水調(diào)控箱41的長(zhǎng)度等于蓄水箱3的寬度。

在本實(shí)施例中，下水槽42為四棱柱形狀，下水槽42的頂部為斜面進(jìn)口、底部為平面出口。

在本實(shí)施例中，地下水庫(kù)43為長(zhǎng)方體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，頂部的鋼筋混凝土面積大于地下水庫(kù)43自身的頂部面積；所述的地下水庫(kù)43底部設(shè)有若干個(gè)連接涵管管網(wǎng)44出口。

在本實(shí)施例中，涵管管網(wǎng)44向建筑物地基和地下水庫(kù)43地基的外部周?chē)鷱澢由欤芄芫W(wǎng)44側(cè)壁開(kāi)有若干的漏水小孔，涵管管網(wǎng)44的出水末端逐漸變細(xì)形成滲水孔45。

本實(shí)施例的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭潔凈蓄滲裝置的運(yùn)行方法包括以下步驟：

①無(wú)降雨時(shí)，裝置處于初始狀態(tài)，棄流孔22的電動(dòng)閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)，電動(dòng)三通控制閥13處于關(guān)閉狀態(tài)，氣壓調(diào)節(jié)閥412處于關(guān)閉狀態(tài)，雨滴傳感器8不向控制系統(tǒng)5的多源監(jiān)測(cè)模塊51傳輸信號(hào)，控制系統(tǒng)5處于休眠模式；

②降雨發(fā)生后，雨滴傳感器8感應(yīng)到雨滴后發(fā)出信號(hào)，多源監(jiān)測(cè)模塊51接受到信號(hào)后傳輸給信息處理模塊52，信息處理模塊52通過(guò)內(nèi)部程序判斷降雨強(qiáng)度和時(shí)間并向調(diào)控模塊53發(fā)送指令，調(diào)控模塊53啟動(dòng)棄流孔22的電動(dòng)閥門(mén)將棄流孔22關(guān)閉，同時(shí)，初期屋面雨水通過(guò)落水管6進(jìn)入雨水分流箱1的進(jìn)水口I₁10；

③雨水分流箱1內(nèi)的水質(zhì)傳感器12開(kāi)始獲得雨水的水質(zhì)多參數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)5的多源監(jiān)測(cè)模塊51，信息處理模塊52根據(jù)多源監(jiān)測(cè)模塊51傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)通過(guò)內(nèi)部程序判別水質(zhì)的優(yōu)劣；當(dāng)水質(zhì)不滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的收集標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制系統(tǒng)5向電動(dòng)三通控制閥13的微型電機(jī)發(fā)出指令，微型電機(jī)啟動(dòng)并旋轉(zhuǎn)閥芯120°，將雨水引入雨水棄流箱2；當(dāng)水質(zhì)滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的收集標(biāo)準(zhǔn)后，控制系統(tǒng)5向電動(dòng)三通控制閥13的微型電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)換指令，微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)三通控制閥13的閥芯旋轉(zhuǎn)120°，將雨水導(dǎo)入雨水收集管7；

④潔凈的雨水通過(guò)雨水收集管7進(jìn)入蓄水箱3開(kāi)始蓄積雨水，當(dāng)雨水量超過(guò)蓄水箱3容積時(shí)，雨水自動(dòng)上升通過(guò)矩形溢水口31進(jìn)入雨水調(diào)控箱41；當(dāng)雨水水位上升至雨水調(diào)控箱41的矩形下水口U₂414位置時(shí)，雨水通過(guò)下水槽42流入地下水庫(kù)43；當(dāng)?shù)叵滤畮?kù)43中的雨水淌入涵管管網(wǎng)44的進(jìn)口時(shí)，雨水沿著涵管管網(wǎng)44向建筑物和地下水庫(kù)43的地基外部遠(yuǎn)處流去，并通過(guò)涵管管網(wǎng)44側(cè)壁漏水小孔和末端的滲水孔45滲入地下；

⑤當(dāng)雨水收集管7的來(lái)雨量超過(guò)所有涵管管網(wǎng)44的排水下滲量時(shí)，地下水庫(kù)43的水位開(kāi)始上漲，逐漸上升至下水槽42；當(dāng)雨水從下水槽42上升至雨水調(diào)控箱41頂部時(shí)，蓄水箱3、雨水調(diào)控箱41、下水槽42、地下水庫(kù)43和雨水收集管7逐漸由無(wú)壓流變?yōu)橛袎毫鳎诖诉^(guò)程中，信息處理模塊52實(shí)時(shí)判斷多源監(jiān)測(cè)模塊51接收的壓力表411數(shù)字信號(hào)，當(dāng)雨水調(diào)控箱41的氣壓高于預(yù)計(jì)壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)最大值時(shí)，信息處理模塊52將信息傳輸給調(diào)控模塊53，調(diào)控模塊向氣壓調(diào)節(jié)閥412發(fā)送執(zhí)行指令開(kāi)始排氣，當(dāng)雨水調(diào)控箱41的氣壓恢復(fù)到預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)最小值時(shí)排氣過(guò)程中止；

⑥當(dāng)降雨結(jié)束后，雨滴傳感器8的信號(hào)中斷，信息處理模塊52通過(guò)內(nèi)部程序中的計(jì)時(shí)語(yǔ)句開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)連續(xù)超過(guò)8小時(shí)沒(méi)有雨滴傳感器8信號(hào)后，向調(diào)控模塊53發(fā)送指令，調(diào)控模塊53啟動(dòng)棄流孔22的電動(dòng)閥門(mén)將棄流孔22打開(kāi)，雨水棄流箱2中的初期雨水開(kāi)始排出，實(shí)現(xiàn)與降雨錯(cuò)開(kāi)洪峰排放；當(dāng)雨水棄流箱2中的初期雨水排放完畢后，控制系統(tǒng)5向電動(dòng)三通控制閥13的微型電機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)換指令，微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)三通控制閥13的閥芯旋轉(zhuǎn)120°，關(guān)閉電動(dòng)三通控制閥13，裝置恢復(fù)到初始狀態(tài)，控制系統(tǒng)5進(jìn)入休眠模式。

本實(shí)施例的技術(shù)和方法能夠極大地加大雨水源頭減排的剛性約束，降低內(nèi)澇發(fā)生幾率、減少排澇系統(tǒng)建設(shè)工程量、減輕河道的排水壓力，也能夠緩解水資源短缺的壓力，實(shí)現(xiàn)雨水資源化、涵養(yǎng)地下水、減輕城市洪澇和排水系統(tǒng)壓力、削減城市徑流污染負(fù)荷、改善和修復(fù)城市水環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。